1. Fotobiologisk effekt
For å diskutere spørsmålet om fotobiologisk sikkerhet, er det første trinnet å klargjøre de fotobiologiske effektene. Ulike forskere har forskjellige definisjoner av konnotasjonen av fotobiologiske effekter, som kan referere til ulike interaksjoner mellom lys og levende organismer. I denne artikkelen diskuterer vi bare de fysiologiske reaksjonene til menneskekroppen forårsaket av lys.
Virkningen av fotobiologiske effekter på menneskekroppen er mangefasettert. I henhold til de forskjellige mekanismene og resultatene av fotobiologiske effekter, kan de grovt deles inn i tre kategorier: visuelle effekter av lys, ikke-visuelle effekter av lys og strålingseffekter av lys.
Den visuelle effekten av lys refererer til effekten av lys på synet, som er den mest grunnleggende effekten av lys. Visuell helse er det mest grunnleggende kravet til belysning. Faktorene som påvirker de visuelle effektene av lys inkluderer lysstyrke, romlig fordeling, fargegjengivelse, gjenskinn, fargekarakteristikker, flimmeregenskaper, etc., som kan forårsake øyetretthet, tåkesyn og redusert effektivitet i visuelle relaterte oppgaver.
De ikke-visuelle effektene av lys refererer til de fysiologiske og psykologiske reaksjonene til menneskekroppen forårsaket av lys, som er relatert til folks arbeidseffektivitet, følelse av trygghet, komfort, fysiologiske og emosjonelle helse. Forskningen på ikke-visuelle effekter av lys startet relativt sent, men har utviklet seg raskt. I dagens evalueringssystem for lyskvalitet har de ikke-visuelle effektene av lys blitt en viktig faktor som ikke kan ignoreres.
Strålingseffekten av lys refererer til skaden forårsaket av menneskelig vev av effekten av forskjellige bølgelengder av lysstråling på huden, hornhinnen, linsen, netthinnen og andre deler av kroppen. Strålingseffekten av lys kan deles inn i to kategorier basert på virkningsmekanismen: fotokjemisk skade og termisk strålingsskade. Spesifikt inkluderer den ulike farer som UV-kjemiske farer fra lyskilder, netthinnefarer med blått lys og hudtermiske farer.
Menneskekroppen kan til en viss grad motstå eller reparere effekten av disse skadene, men når lysstrålingseffekten når en viss grense, er kroppens selvreparasjonsevne utilstrekkelig til å reparere disse skadene, og skadene vil akkumulere, noe som resulterer i irreversible effekter som f.eks. som synstap, retinale lesjoner, hudskader, etc.
Totalt sett er det komplekse multifaktorinteraksjoner og positive og negative tilbakemeldingsmekanismer mellom menneskers helse og lysmiljøet. Effektene av lys på organismer, spesielt på menneskekroppen, er relatert til ulike faktorer som bølgelengde, intensitet, driftsforhold og tilstanden til organismen.
Formålet med å studere effekten av fotobiologi er å utforske de relaterte faktorene mellom resultatene av fotobiologi og lysmiljøet og biologisk tilstand, identifisere risikofaktorene som kan skade helsen og de gunstige aspektene som kan brukes, søke fordeler og unngå skade, og muliggjør dyp integrasjon av optikk og biovitenskap.

2. Fotobiosikkerhet
Konseptet med fotobiosikkerhet kan forstås på to måter: smalt og bredt. Snøvert definert refererer "fotobiosikkerhet" til sikkerhetsproblemene forårsaket av strålingseffektene av lys, mens bredt definert refererer "fotobiosikkerhet" til sikkerhetsproblemene forårsaket av lysstråling på menneskers helse, inkludert visuelle effekter av lys, ikke-visuelle effekter av lys , og strålingseffekter av lys.
I det eksisterende forskningssystemet for fotobiosikkerhet er forskningsobjektet for fotobiosikkerhet belysnings- eller visningsenheter, og målet for fotobiosikkerhet er organer som øynene eller huden på menneskekroppen, manifestert som endringer i fysiologiske parametere som kroppstemperatur og pupilldiameter . Forskningen på fotobiosikkerhet fokuserer hovedsakelig på tre hovedretninger: måling og evaluering av fotobiosikkerhetsstråling generert av lyskilder, kvantitativt forhold mellom fotostråling og menneskelig respons, og begrensninger og beskyttelsesmetoder for fotobiosikkerhetsstråling.
Lysstrålingen som genereres av forskjellige lyskilder varierer i intensitet, romlig fordeling og spektrum. Med utviklingen av belysningsmaterialer og intelligent lysteknologi vil nye intelligente lyskilder som LED-lyskilder, OLED-lyskilder og laserlyskilder gradvis bli brukt i hjemmet, kommersielle, medisinske, kontor- eller spesielle lysscenarier. Sammenlignet med tradisjonelle lyskilder har nye intelligente lyskilder sterkere strålingsenergi og høyere spektral spesifisitet. Derfor er en av de fremste retningene i forskningen på fotobiologisk sikkerhet studiet av måle- eller evalueringsmetoder for fotobiologiske sikkerheten til nye lyskilder, for eksempel studiet av biologisk sikkerhet til billaserlykter og evalueringssystemet for menneskers helse og komfort av halvlederbelysningsprodukter.
De fysiologiske reaksjonene forårsaket av forskjellige bølgelengder av lysstråling som virker på forskjellige menneskelige organer eller vev varierer også. Siden menneskekroppen er et komplekst system, er kvantitativ beskrivelse av forholdet mellom lysstråling og menneskelig respons også en av de banebrytende retningene innen fotobiosikkerhetsforskning, for eksempel påvirkningen og bruken av lys på menneskelige fysiologiske rytmer, og spørsmålet om lys. intensitetsdose som utløser ikke-visuelle effekter.
Formålet med å forske på fotobiologisk sikkerhet er å unngå skader forårsaket av menneskelig eksponering for lysstråling. Derfor, basert på forskningsresultatene om fotobiologisk sikkerhet og fotobiologiske effekter av lyskilder, foreslås tilsvarende belysningsstandarder og beskyttelsesmetoder, og det foreslås trygge og sunne belysningsproduktdesignordninger, som også er en av de fremste retningene for foto. biologisk sikkerhetsforskning, som utforming av helselyssystemer for store bemannede romfartøy, forskning på helselys- og displaysystemer, og forskning på bruksteknologi for beskyttelsesfilmer for blått lys for lyshelse og lyssikkerhet.

3. Fotobiosikkerhetsbånd og mekanismer
Utvalget av lysstrålingsbånd involvert i fotobiologisk sikkerhet inkluderer hovedsakelig elektromagnetiske bølger fra 200nm til 3000nm. I henhold til bølgelengdeklassifisering kan optisk stråling hovedsakelig deles inn i ultrafiolett stråling, synlig lysstråling og infrarød stråling. De fysiologiske effektene produsert av elektromagnetisk stråling med forskjellige bølgelengder er ikke helt like.
Ultrafiolett stråling refererer til elektromagnetisk stråling med en bølgelengde på 100nm-400nm. Det menneskelige øyet kan ikke oppfatte tilstedeværelsen av ultrafiolett stråling, men ultrafiolett stråling har en betydelig innvirkning på menneskets fysiologi. Når ultrafiolett stråling påføres huden, kan det forårsake vasodilatasjon, noe som resulterer i rødhet. Langvarig eksponering kan forårsake tørrhet, tap av elastisitet og aldring av huden. Når ultrafiolett stråling påføres øynene, kan det forårsake keratitt, konjunktivitt, grå stær, etc., og forårsake skade på øynene.
Synlig lysstråling refererer vanligvis til elektromagnetiske bølger med bølgelengder fra 380-780nm. De fysiologiske effektene av synlig lys på menneskekroppen inkluderer hovedsakelig hudforbrenninger, erytem og øyeskader som termisk skade og netthinnebetennelse forårsaket av sollys. Spesielt høyenergi blått lys som strekker seg fra 400 nm til 500 nm kan forårsake fotokjemisk skade på netthinnen og akselerere oksidasjonen av celler i makulaområdet. Derfor er det generelt antatt at blått lys er det mest skadelige synlige lyset.